本實用新型屬于儀器儀表和測量技術(shù)，尤其涉及一種滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置。

背景技術(shù)：

滾動直線導軌副是由導軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。滾動直線導軌副作為數(shù)控機床的關(guān)鍵功能部件，生產(chǎn)廠家較多，但綜合精度測量儀很少。

有規(guī)模的生產(chǎn)廠家在花崗石平臺上用手工檢測或用簡易的測量儀粗略檢測，精度低，效率低。國外MORPOSS公司應國內(nèi)一家用戶之委托，開發(fā)一臺專機，造價很高，只能用于測量滑塊尺寸偏差，并不能測量滑塊運動的平行度，并且安裝調(diào)整極為復雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置，能實現(xiàn)對不同尺寸規(guī)格的滾動直線導軌副的綜合精度進行檢測。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案：

一種滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置，配設(shè)一用于對該測量裝置實施電控的電氣柜；其還包括有：

一花崗巖平臺，其上臺面中心區(qū)域開槽，槽中安裝有滾珠絲杠副；位于槽兩側(cè)的工作臺臺面上由內(nèi)向外分別臥有一構(gòu)成驅(qū)動臺的滾動直線導軌和開設(shè)一列用于安裝被測導軌的螺紋孔；工作臺臺面的兩端上平面和側(cè)平面設(shè)有供氣浮拖車行進的氣浮導軌；

一驅(qū)動工作臺，與滾珠絲杠的螺母及一對滾動直線導軌副的滑塊相連，由一旋轉(zhuǎn)電機、滾珠絲杠副和滾動直線導軌副構(gòu)成拖動系統(tǒng)帶動該驅(qū)動工作臺做直線運動；

一氣浮拖車，橫跨在工作臺面上方及外側(cè)面，該氣浮拖車的中部與驅(qū)動工作臺柔性連接，兩端非接觸式臥于工作臺面的氣浮導軌上；

設(shè)置測量滾動直線導軌副滑塊運動參數(shù)的傳感器組。

所述滾動直線導軌副滑塊運動參數(shù)為滑塊運動平行度、直線度、滑塊頂面及側(cè)面與基準面尺寸偏差、同一導軌若干滑塊的尺寸偏差和拖動力中的至少一種。

所述滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置中，所述傳感器組中采用有4個光柵位移傳感器，用于同時測量滑塊運動平行度、直線度、滑塊頂面及側(cè)面與基準面尺寸偏差、同一導軌若干滑塊的尺寸偏差；傳感器機體布置在所述氣浮拖車上，其中的2個光柵位移傳感器分別配設(shè)球式測頭，這兩個球式測頭分別觸及滑塊頂面、側(cè)面；另兩個光柵位移傳感器分別配設(shè)輪式測頭，這兩個輪式測頭分別觸及導軌安裝面和導軌側(cè)基準面。

所述滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置中，4個光柵位移傳感器的信號輸出經(jīng)過放大處理后，由數(shù)據(jù)采集接口卡同時采集，經(jīng)計算機數(shù)據(jù)處理以后輸出測量結(jié)果。

所述滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置中，所述傳感器組中，還采用一用于測量滑塊拖動力的拉壓力傳感器，該拉壓力傳感器一端與工作臺上的驅(qū)動桿剛性連接，另一端與被測滑塊之間柔性連接。

所述滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置中，具有如下中的至少一種形式：

1)所述拉壓力傳感器產(chǎn)生的信號送入一信號采集顯示儀表，以實時顯示拖動力值；

2)所述拉壓力傳感器產(chǎn)生的信號通過RS232/USB轉(zhuǎn)換器輸出給一用于實時采集、處理、顯示、存儲拖動力的值及變化曲線的計算機。

所述滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置中，所述氣浮拖車與工作臺面的氣浮導軌之間均設(shè)有可分別調(diào)整氣壓的氣墊。

所述滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置中，所述工作臺臺面上開設(shè)的一列用于安裝被測導軌的螺紋孔為25mm、30mm、35mm、45mm、55mm和65mm六種型號安裝孔中的至少一種。

所述滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置中，在工作臺臺面上一側(cè)同時開30mm、35mm、55mm三種型號的安裝孔；另一側(cè)同時開25mm、45mm和65mm三種型號的安裝孔。

所述一組安裝孔通過鑲嵌在主導軌上的一組螺紋堵實現(xiàn)。

本實用新型中所述的剛性連接是焊接、螺栓連接等機械連接；所述的柔性連接是鉸接、有彈簧隔振類的連接。

本實用新型旨在提供安裝調(diào)整方便、測量精度高的滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置，用于測量滾動直線導軌副滑塊運動的平行度、直線度、滑塊頂面及側(cè)面與基準面尺寸偏差、同一導軌多個滑塊的尺寸偏差和拖動力等。

本實用新型的優(yōu)點是：在工作臺臺面上同時開多種型號的安裝孔，測試范圍廣；配合外接計算機可實現(xiàn)對滾動直線導軌副綜合參數(shù)高精度和高效率的測量，以其作為檢測手段，對提高關(guān)鍵功能部件的產(chǎn)品質(zhì)量，提升高檔數(shù)控機床的技術(shù)水平起著非常重要的作用。

附圖說明

圖1為本實用新型滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖(主視)。

圖2為本實用新型滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視，不包括電氣柜)。

圖3為圖1中所示的局部結(jié)構(gòu)示意圖(剖視)。

圖4為本實用新型氣浮拖車結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-花崗巖平臺；2-滾珠絲杠副；3-軸承座；4-驅(qū)動工作臺；5-滾動直線導軌；6-旋轉(zhuǎn)電機；7-氣浮拖車；8-氣墊；9-電氣柜；10-被測導軌；11-滑塊；12-連接桿；13-驅(qū)動桿；14-標準量塊。

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

具體實施方式

參閱圖1至圖4所示，本實用新型滾動直線導軌副綜合精度動態(tài)測量裝置主要包括有：工作臺1、滾珠絲杠副2、軸承座3、驅(qū)動工作臺4、滾動直線導軌5、旋轉(zhuǎn)電機6、氣浮拖車7和電氣柜9。

本實施例中，所述的花崗巖平臺1床身上臺面中心區(qū)域開槽，槽中安裝有滾珠絲杠副2及軸承座3。

位于花崗巖平臺1中心槽兩側(cè)的工作臺臺面上由內(nèi)向外分別臥有一副構(gòu)成驅(qū)動臺的滾動直線導軌5和開設(shè)一列用于安裝被測導軌10的螺紋孔。一較佳的實施方案是：一側(cè)布有30mm、35mm和55mm三種型號的安裝孔，另一側(cè)是25mm、45mm和65mm三種型號的安裝孔，被測導軌10按照不同的規(guī)格型號安裝在花崗巖平臺1上，用千分表找正導軌側(cè)基面后用螺釘固定。較佳的，一組安裝孔可以通過鑲嵌在主導軌上的一組螺紋堵實現(xiàn)，在螺紋堵上開有對應規(guī)格的安裝孔。

在花崗巖平臺1上臺面兩側(cè)及外側(cè)面是高精度加工基面，是氣浮面，形成為供氣浮拖車7行進的氣浮導軌，氣浮拖車7橫跨氣浮導軌上，參見圖2、圖4所示，氣浮拖車7與氣浮導軌之間共有8塊氣墊8，這些氣墊8的氣壓可以分別調(diào)整，保證拖車受力平衡，所述氣浮導軌非接觸、不磨損，精度及穩(wěn)定性好。

為了提高測量精度，避免測量拖車受到測量力的作用影響其行走精度，本裝置采用兩套工作臺，即驅(qū)動臺與測量臺。所述的驅(qū)動工作臺4與滾珠絲杠副的螺母及2根滾動直線導軌5的滑塊相連，由旋轉(zhuǎn)電機6、滾珠絲杠副2、滾動直線導軌副5構(gòu)成拖動系統(tǒng)帶動該驅(qū)動工作臺4做直線運動，該驅(qū)動工作臺4上有可拆卸的連接桿12可帶動被測滑塊運動，同時驅(qū)動工作臺4的中垂面有一個驅(qū)動桿13與氣浮拖車7的中垂面柔性連接，沒有導向臂誤差并且防止測量拖車傾斜和扭擺，驅(qū)動臺帶動被側(cè)滑塊和測量拖車同步運動，實現(xiàn)自動連續(xù)測量。

所述的氣浮拖車7上載有一組傳感器(可拆卸式)，當電氣柜9中的控制器驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機6運動時，由驅(qū)動工作臺上的柔性連接桿12推動被測滑塊運動，同時驅(qū)動桿13撥動氣浮拖車7沿著花崗石的氣浮導軌運動，該組傳感器中，可以配置有4個光柵位移傳感器，精度0.2μm，分辨率可達0.05μm，這些光柵位移傳感器尺寸小巧、結(jié)構(gòu)緊湊，其測頭直接放在被測滑塊的上面及側(cè)面，完全符合阿貝原則。當需要更高精度的測量時，為消除導軌基準的誤差，另外2個輪式測頭放在花崗巖平臺1距離滑塊最近的臺面和被測導軌10的側(cè)面上(當被測導軌為基準導軌時)，感應的信號經(jīng)過接收處理后得到相應的測試結(jié)果。

所述的電氣柜9控制電器運轉(zhuǎn)，并顯示測量數(shù)據(jù)，該電控技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)可實現(xiàn)，此處不贅述。

本實用新型的工作原理是：本裝置測量滑塊運動的平行度、直線度時，采用4個精密光柵位移傳感器進行相對測量。4個傳感器的機體安裝在氣浮拖車7上，一組傳感器(2個光柵位移傳感器)的兩個球式測頭分別分別觸及滑塊頂面、側(cè)面；另一組傳感器(2個光柵位移傳感器)的兩個輪式測頭分別觸及導軌安裝面和導軌側(cè)基準面；在測量方向上符合阿貝原則。旋轉(zhuǎn)電機6帶動由滾珠絲杠副驅(qū)動的驅(qū)動工作臺4運動時，通過連接桿12撥動被測滑塊、通過驅(qū)動桿13撥動氣浮拖車7同步直線運動，4個光柵位移傳感器的信號經(jīng)過放大處理后，由數(shù)據(jù)采集接口卡同時采集，經(jīng)一計算機中心處理器數(shù)據(jù)處理以后，即可得到測量結(jié)果。如果在測量前，以放在被測導軌端頭的標準量塊14為基準校對測頭，就可以同時得到滑塊頂面及側(cè)面與基準面尺寸偏差。測量的軟件可以是在Windows操作系統(tǒng)下開發(fā)的，其操作十分方便。測量開始前可以先通過計算機的提示，輸入與被測導軌有關(guān)的參數(shù)，在測量過程中屏幕上實時畫出誤差曲線。測量結(jié)束以后屏幕立即顯示出測量的結(jié)果。通過菜單及提示可以選擇打印測量報告及存盤等不同的輸出方式。其操作簡單，易學，具有數(shù)據(jù)處理速度快，允許采樣點數(shù)多等特點。

測量滑塊11的拖動力時，采用拉壓力傳感器及配套的信號采集顯示儀表。將拉壓力傳感器一端與驅(qū)動工作臺4的連接桿12剛性連接，另一端與被測滑塊11之間柔性連接，工作臺運動時，拉壓力傳感器受拉力或壓力，產(chǎn)生的信號送入信號采集顯示儀表，經(jīng)過放大濾波等調(diào)理后，可以在儀表上實時顯示拖動力值?；蚩赏瑫r通過RS232/USB轉(zhuǎn)換器輸出給一配設(shè)的計算機，通過儀表通訊接口參數(shù)設(shè)置，能實時采集、處理、顯示、存儲拖動力的值及變化曲線。測量開始前可通過計算機的提示，輸入與被測導軌有關(guān)的參數(shù)，在測量過程中屏幕上實時畫出拖動力變化曲線，測量結(jié)束以后可以導出試驗數(shù)據(jù)和曲線，生成需要的測量報告。本系統(tǒng)操作簡單，維護方便。

對于上述的兩部分測量(測量滑塊運動的平行度、直線度、滑塊頂面及側(cè)面與基準面尺寸偏差，測量拖動力)既可以只采取其一的方式，亦可以同步進行測量，以提高測量效率。另外，對于該部分的軟件技術(shù)，其為現(xiàn)有技術(shù)可實現(xiàn)，此處不贅述。

上述各實施例可在不脫離本實用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護范圍。